• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Archeologowie powietrza wyizolowali czyste cząstki aerozolowe

    29.09.2010. 16:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Inżynierowie środowiska, których prace są finansowane ze środków unijnych, wyizolowali cząstki aerozolowe w niemal idealnym stanie sprzed ery przemysłowej w oddalonym dorzeczu Amazonki w Brazylii. Twierdzą, że odkrycia pomogą nam poznać proces tworzenia się chmur, różnice chemiczne między środowiskami naturalnymi a zanieczyszczonymi oraz zmiany klimatu na skalę regionalną i globalną. Wyniki badań opublikowane w czasopiśmie Science stanowią dorobek projektu EUCAARI (Europejski, zintegrowany projekt nt. chmur aerozolu w interakcji pomiędzy klimatem a jakością powietrza), który otrzymał 10 mln EUR z tematu "Zrównoważony rozwój, zmiany globalne i ekosystemy" Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE.

    Powietrze nad lasami deszczowymi Amazonii jest niemal najczystsze na Ziemi, co umożliwiło zespołowi pomiar cząstek emitowanych lub formowanych w ramach ekosystemu lasów deszczowych, które są stosunkowo wolne od wpływów antropogenicznych czy działalności człowieka. Inżynierowie środowiska czy też inaczej "archeologowie powietrza" mają nadzieję, że badania pogłębią wiedzę na temat powstawania chmur, które mają wpływ na poziom opadów atmosferycznych oraz możliwość prowadzenia upraw i hodowania roślin, jak również na zmiany klimatu.

    "Zasadniczo mieliśmy dwa dni ruchu czystego powietrza na przestrzeni 1.600 kilometrów zanim powietrze dopłynęło do naszego stanowiska pomiarowego" - mówi naczelny autor Scot Martin, profesor tytularny Gordon McKay chemii środowiska na Wydziale Inżynierii i Nauk Stosowanych Uniwersytetu Harvarda (SEAS) w USA.

    Profesor Martin wyjaśnia, że "przeprowadzając próbkowanie z 40-metrowej wieży i stosując szereg technik naukowcy wykryli i zobrazowali cząstki atmosferyczne" oraz odkryli, że "cząstki reżimu submikroskopowego najistotniejsze dla klimatu mogą pochodzić z utleniania atmosferycznego emisji roślin, czy też tak zwanych wtórnych, organicznych kropelek aerozolowych".

    Opisał to jako "rodzaj płynnej cząstki organicznej" i oświadczył, że po raz pierwszy komukolwiek udało się zobrazować te cząstki w izolacji, "ponieważ na półkuli północnej i w innych regionach pozostających pod wpływem działalności człowieka, zebrana cząstka jest w nieładzie i jest wypełniona sadzą, azotanami i innymi zanieczyszczeniami".

    W nieskazitelnym dorzeczu Amazonki naukowcy byli w stanie wykryć stężenia cząstek aerozolowych w liczbie zaledwie kilkuset na centymetr sześcienny (cm3) - w wysoko uprzemysłowionych miastach stężenia cząstek wynoszą dziesiątki tysięcy na cm3, co uniemożliwia klimatologom pomiar jakiejkolwiek zmiany netto, kiedy pojawiają się dodatkowe cząstki pochodzenia naturalnego lub sztucznego.

    A możliwość zmierzenia takich zmian przez naukowców ma zasadnicze znaczenie - podkreśla profesor Martin. "Te cząstki wpływają na powstawanie chmur, a powstawanie chmur wpływa na opady atmosferyczne, które wpływają na rośliny" - zauważa. "To jest to, co nazywamy wielkim reaktorem tropikalnym. Wszystko jest powiązane, a dzięki naszym badaniom udało się nam w końcu zyskać realne pojęcie o naturalnych interakcjach aerozol-chmura."

    Naczelny współautor Ulrich Pöschl, naukowiec z Instytutu Chemii im. Maxa Plancka w Niemczech, powiedział: "Nowe informacje i dane pomagają nam i naszym kolegom zrozumieć i określić ilościowo współzależność cykliczności aerozoli i wody w nienaruszonym systemie klimatycznym." Dodaje, że "gruntowna znajomość nienaruszonego systemu klimatycznego stanowi warunek wstępny wiarygodnego modelowania i przewidywań perturbacji antropogenicznych i ich wpływu na zmiany globalne".

    Zważywszy na okres rozwoju, jaki przechodzi dorzecze Amazonki, współautor Paulo Artaxo, profesor fizyki na Uniwersytecie w S?o Paulo w Brazylii, podkreśla, że naukowcy będą mieć teraz okazję do obserwowania wpływu działalności człowieka na atmosferę w czasie rzeczywistym. "W Brazylii dysponujemy teraz nawet solidniejszymi podstawami naukowymi, aby wspierać zrównoważony rozwój w regionie Amazonki" - zauważa.

    "Wybiegając w przyszłość mamy nadzieję wyjaśnić mechanizmy interakcji pomiędzy roślinnością a atmosferą i objaśnić główne, naturalne sprzężenia zwrotne. Dzięki temu zyskamy sposób na precyzyjne monitorowanie zmiany atmosferycznej w świetle trwającego wylesiania."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Aerozole atmosferyczne (pyły zawieszone, drobiny) to ciekłe krople lub stałe cząstki pochodzenia naturalnego jak w przypadku aerozolu soli morskiej lub pyłów mineralnych, albo cząstki produkowane przez człowieka (zanieczyszczenia) jak to jest w przypadku aerozolu kropli lub cząstek stałych siarczanów. Często prekursorami aerozoli atmosferycznych są tlenki siarki i azotu, które są przekształcane w procesach chemicznych i fotochemicznych w aerozole atmosferyczne. Pod pojęciem klimat rozumie się średni stan atmosfery i oceanu w skalach od kilku lat do milionów lat. Zmiany klimatu wynikają z czynników zewnętrznych takich jak ilość dochodzącego promieniowania słonecznego lub czynników wewnętrznych takich jak działalność człowieka (zmiany antropogeniczne) lub wpływ czynników naturalnych. W ostatnich latach termin „ogólna zmiana klimatu”, używany jest w kontekście globalnego ocieplenia i wzrostu temperatury na powierzchni Ziemi, ale rozważane są scenariusze powodujące oziębienie powierzchni Ziemi (np. wywołane odbiciem energii słonecznej od zwiększonej pokrywy chmur lub aerozoli atmosferycznych). Spin – moment własny pędu cząstki w układzie, w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych.

    Jądro złożone – rodzaj silnie wzbudzonego jądra atomowego, które powstaje w wyniku zespolenia się ze sobą co najmniej dwóch zderzających się ze sobą jąder, bądź wchłonięcia określonej cząstki przez dane jądro. Produkty reakcji zazwyczaj znacznie różnią się od cząstek padających. Ponadto produkty reakcji przez jądro złożone mają kierunek słabo skorelowany z kierunkiem cząstki padającej. Inaczej niż w reakcji bezpośredniej, w której kierunek ruchu emitowanych cząstek pokrywa się mniej więcej z kierunkiem ruchu cząstki padającej. Jedynie kierunek prostopadły do płaszczyzny wyznaczanej przez kierunek ruchu cząstki padającej i środek bombardowanego jądra jest dyskryminowany, ponieważ jest to kierunek osi obrotu, jaki zaczyna wykonywać uderzone jądro, przy niecentralnym uderzeniu przez cząstkę padającą. Pozostałe kierunki są uprzywilejowane ze względu na pewien wpływ siły odśrodkowej. Międzynarodowa Satelitarna Klimatologia Chmur (ang. the International Satellite Cloud Climatology Project, w skrócie ISCCP) to projekt badawczy mający na celu wieloletnią globalną analizę rozkładu chmur w atmosferze, ich dziennych, sezonowych i rocznych zmian. ISCCP (wymawiane "iskip") jest międzynarodowym satelitarnym projektem zapoczątkowanym w 1982 roku. Wyniki używane są do celów badania zmian klimatu, wymiany energetycznej na Ziemi, i oceny wpływu chmur na cykl hydrologiczny.

    Mikrocząstki – cząstki materii, do których nie stosują się prawa fizyki klasycznej, a ruchem ich i wzajemnymi oddziaływaniami rządzą prawa teorii kwantów. Do nich należą cząstki o rozmiarach nie przekraczających rozmiarów atomów tzn. rzędu 10 cm i mniejszych. Są to więc głownie cząstki elementarne lub ich zespoły (np. jądra atomowe). Nośniki oddziaływań - w teoriach kwantowych oddziaływania są przenoszone przez pewne cząstki zwane właśnie nośnikami oddziaływań lub kwantami oddziaływań. Istnieją dwie kategorie takich cząstek - rzeczywiste cząstki (przenoszące oddziaływania elementarne) oraz quasicząstki (pseudocząstki).

    Półmaska – indywidualne urządzenie stosowane do ochrony wyłącznie dróg oddechowych. Półmaski pochłaniają cząsteczki z powietrza lub filtrują powietrze od gazów bojowych, bakterii, wirusów itp. Przykładowo półmaski filtrujące cząstki w kopalniach, to np. ZF 0/24z, które pochłaniają cząstki z powietrza.
    Duanty - są to dwie komory cyklotronu, które stanowią całość jako para. Do duantów jest podłączony oscylator wytwarzający zmienny prąd o wielkiej częstotliwości i wysokim napięciu. Wewnątrz duantów wytworzone jest pole magnetyczne powodujące zakrzywienie torów naładowanych cząstek. Każdorazowe przejście cząstki przez pole elektryczne występujące w przerwie między duantami powoduje przyśpieszanie cząstki. Aby to mogło zajść, okres zmian prądu musi odpowiadać okresowi cząstki w ruchu obrotowym w polu magnetycznym duantów.

    Dodano: 29.09.2010. 16:17  


    Najnowsze